UC Berkeley se dote d’un centre dédié à l’étude des phénomènes astrophysiques violents

International Astroparticules et cosmologie

L’université UC Berkeley a été choisie par la NSF américaine pour héberger un nouveau « Physics Frontier Centre » dédié à l’étude des phénomènes astrophysiques violents, le N3AS. Officiellement lancé au 1er septembre, ce centre se focalisera sur l’étude de la matière ultradense des étoiles à neutrons, la nature des neutrinos et de la matière noire, ainsi que la formation des noyaux lourds. Le Centre Pierre Binétruy (CPB) de l’IN2P3 créé avec l’UC Berkeley en sera un partenaire privilégié.

L’UC Berkeley s’impose comme la plaque tournante américaine de l’étude des phénomènes astrophysique violents. L’université californienne a en effet obtenu un financement de 10,9 millions d’euros sur 5 ans de la NSF (National Science Foundation) pour créer à partir du premier septembre 2020 un « Science Frontier Centre », sorte de « hub » thématique fédérant l’ensemble des institutions scientifiques des Etats-Unis impliquées dans ces recherches. Baptisé N3AS, le centre réunira autour du Berkeley Lab, les spécialistes de 13 institutions américaines ainsi que ceux de partenaires internationaux. Partenaires au premier rang desquels figurent le CNRS, par le biais du International Research Laboratory (IRL) Centre Pierre Binétruy de l’IN2P3, et le RIKEN japonais.

Tester les lois de la physique fondamentale

Les « Science Frontier Centres » ont pour ambition de faire collaborer des spécialistes de domaines très différents autour d’infrastructures innovantes pour faire émerger ou progresser rapidement de nouveaux concepts. Dans le cadre du N3AS, les scientifiques testeront les lois de la physique fondamentale en étudiant le Big Bang, les supernovas ou encore les fusions d’étoiles à neutrons ou de trous noirs observés par les multiples sondes astrophysiques, en particulier les ondes gravitationnelles. Ses principaux champs d’investigation sont :

  • La description de la matière nucléaire ultradense riche en neutrons trouvée au centre des supernovas et des étoiles à neutrons.
  • L’étude des neutrinos, porteurs de la majeure partie de l'énergie dans les explosions astrophysiques et dont la physique est particulièrement exotique dans ces environnements.
  • La nucléosynthèse des éléments plus lourds que le fer et qui ne sont pas produits dans le Big Bang ou par les étoiles lorsqu'elles brûlent.
  • La matière noire qui pourrait influencer le refroidissement des supernovas et des étoiles à neutrons.
  • La simulation des fusions et des supernovas.

Le CPB tête de pont de l’IN2P3

Avec le Centre Pierre Binétruy, IRL créé en janvier dernier sur le campus d’UC Berkeley, l’IN2P3 bénéficie d’une véritable tête de pont dans ce centre et va pleinement bénéficier de sa dynamique. Les objectifs scientifiques du CPB coïncident et complètent en effet ceux du N3AS, permettant de nombreuses collaborations et interactions. Cette synergie est particulièrement forte concernant les observations des ondes gravitationnelles et leur potentiel scientifique, à la fois pour contraindre l'équation d'état de la matière nucléaire ultradense mais aussi pour tester les lois fondamentales de la physique. Toutefois, le CPB contribuera également à fournir une perspective complémentaire sur les questions d'intérêt telles que la nature des neutrinos, la gravité ou la matière noire, en particulier grâce aux autres sondes astrophysiques et cosmologiques.

« Les deux centres collaboreront pour créer un programme de visites dynamique et fructueux qui permettra aux chercheurs et chercheuses basés en France de se rendre à Berkeley pour des séjours de courte et de longue durées. Le but étant d'initier et de développer de nouveaux projets communs dans les domaines d'intérêt », explique Radek Stompor, directeur du CPB. « En particulier, ces visites viseront à offrir de nouvelles opportunités aux jeunes chercheuses et chercheurs français, doctorants et post-doctorants, afin de les aider à développer de nouvelles lignes de recherche prometteuses. »

Sur le campus de Berkeley, le CPB sera hébergé par le N3AS dans la partie récemment rénovée du bâtiment du département de physique de Berkeley, LeConte Hall, et bénéficiera des nouvelles infrastructures fournies par le centre N3AS.

Contact

Radek Stompor
Directeur du Centre Pierre Binetruy (CNRS/UC Berkeley)
Berrie Giebels
DAS Astroparticules et cosmologie
Emmanuel Jullien
Responsable de la cellule communication de l'IN2P3